Plásticos sostenibles – Investigan las científicas Prieto, Pardo y Camarero
Las científicas Auxiliadora Prieto, Isabel Pardo y Susana Camarero, estudian cómo producir bioplásticos. Sus investigaciones se centran en reciclado de plásticos, biotecnología microbiana, gas sintético y CO2, biomasa vegetal y resinas renovables.
Las científicas Auxiliadora Prieto, Isabel Pardo y Susana Camarero, que trabajan en el Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC), del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), estudian cómo producir bioplásticos y reciclar polímeros1 (tanto fósiles como biobasados2) a través de herramientas biotecnológicas. En particular, en sus investigaciones utilizan distintas clases de enzimas, bacterias, y hongos.
La investigación dirigida por Isabel Pardo apunta a utilizar desechos plásticos como alimento para bacterias que producen biopolímeros3. Esta línea surgió gracias a un acuerdo de colaboración entre el CSIC y la Fundación Reina Sofía orientado a impulsar nuevos proyectos de gestión de plásticos sostenibles.
La científica Isabel Pardo y los plásticos sostenibles
Actualmente los plásticos se reciclan sobre todo de manera mecánica, de hecho, ese procedimiento es el más utilizado para reciclar estos residuos tanto en Europa como a escala global.
La vía mecánica tiene un coste moderado, pero presenta importantes desventajas. Una de ellas es que requiere la separación de los residuos según el tipo de plástico, lo que no siempre es posible.
Además, en los ciclos de reciclado las cadenas poliméricas se van rompiendo y esto hace que el proceso dé lugar a materiales con peor calidad en cada ciclo, hasta que acaban tan comprometidos que ya no sea posible reciclarlos.
Pardo explica: “Nuestra idea es utilizar residuos de mezclas de plásticos, o desechos tan deteriorados que ya no puedan reciclarse por vía mecánica, como fuente de carbono para bacterias que producen biopolímeros”.
En particular, el equipo de la científica utiliza una bacteria productora de ésteres de cera4, compuestos que pueden utilizarse como precursores para la síntesis de unos polímeros sostenibles similares al polietileno (PE).
“Lo que estamos haciendo es modificar una bacteria que de forma natural sintetiza ésteres de cera para que utilice residuos de plásticos fósiles como fuente de carbono”, indica la científica.
Para ello, Pardo y sus colaboradores aplican herramientas de biología sintética y de sistemas a esta cepa bacteriana para modificar su metabolismo.
La científica Auxiliadora Prieto y la biotecnología microbiana
El grupo de Auxiliadora Prieto combina la biotecnología microbiana con la ciencia de materiales. Gran parte de su investigación se centra en la producción de biopolímeros generados por microorganismos, concretamente en los polihidroxialcanoatos (PHA)5.
“Los PHA ofrecen múltiples ventajas”, cuenta la científica, “La mayoría de ellos se degrada mucho más fácilmente que otros bioplásticos.
Por otro lado, continúa, “Ofrecen una enorme variedad en cuanto a sus características, es decir, aplicando herramientas de biotecnología se pueden modificar las bacterias de manera que produzcan una amplia gama de polímeros con propiedades muy diferentes”. Para ello, su grupo de investigación utiliza microorganismos naturales productores de PHA y otros mejorados genéticamente.
El laboratorio de Prieto trabaja, entre otras cosas, en la producción de PHA a partir de varios tipos de residuos industriales y urbanos.
La experta señala que, a nivel teórico, cualquier residuo que sea rico en carbono se puede utilizar para la síntesis de PHA. “En un reciente trabajo hemos conseguido producir biopolímeros a partir de aguas residuales de una fábrica de chuches”, cuenta.
Por otro lado, en una colaboración con investigadores austriacos, el grupo trabaja en producir bioplásticos a partir de residuos textiles.
Gas sintético y CO2
En otra línea de investigación, el laboratorio de Prieto está trabajando en la producción de biopolímeros a partir de gases sintéticos y de CO2. “Esto es muy interesante porque permitiría utilizar gases que proceden de fábricas, o de cualquier sistema de gasificación, para producir bioplásticos” indica la científica.
“Si fuéramos capaces de capturar CO2 y utilizarlo para producir bioplásticos –prosigue– podríamos aprovechar todo el que proviene de cualquier sistema de combustión. Estos serían verdaderos logros en términos de economía circular”.
Mientras que en el caso de los residuos industriales se han alcanzado buenos niveles de rendimiento, producir bioplásticos a partir de gas sintético o de CO2 requiere todavía mucho trabajo de investigación. “Pero es factible, y lo estamos haciendo”, afirma la científica. […]
Susana Camarero y la biomasa vegetal como materia prima
Finalmente, el grupo liderado por Susana Camarero y Francisco Javier Ruiz Dueñas, estudia la utilización de biomasa vegetal como materia prima para la generación de bioplásticos.
Para lograr estos objetivos, el grupo trabaja con distintas especies de hongos, que son los mayores responsables de la degradación de materia orgánica en la naturaleza, y sus enzimas.
Los investigadores estudian y caracterizan los sistemas enzimáticos implicados en la biodegradación de la materia orgánica, lo que les permite identificar nuevas enzimas capaces de degradar polímeros naturales.
Una vez identificadas, los científicos optimizan las propiedades de esas enzimas mediante ingeniería de proteínas para que puedan emplearse en la producción industrial de biopolímeros.
En un consorcio reciente (WoodZymes), formado por varios países de la UE y coordinado por Camarero, estudiaron cómo integrar enzimas en la producción industrial de pasta de papel y tableros de fibra a partir de madera.
“La lignina y las hemicelulosas son dos componentes de la madera que quedan infrautilizados en el proceso de producción de papel, ya que solo se utiliza la celulosa. En ese proyecto pensamos utilizarlos para producir componentes de materiales biobasados”, explica la científica.
Resinas renovables
Para ello, el laboratorio de Camarero ha desarrollado enzimas con propiedades nuevas (mediante una técnica denominada ‘evolución dirigida’), para poder integrarlas en estos procesos.
“En esta investigación conseguimos utilizar fracciones de lignina tratadas con enzimas para hacer resinas parcialmente biobasadas, que luego se utilizaron para hacer tableros. Nuestro próximo objetivo es producir resinas que sean 100% de origen biológico”, concluye.
Los tableros producidos a partir de resinas renovables se pueden usar en materiales de construcción y para la fabricación de muebles, y ofrecen una doble ventaja: además de tener una menor huella de carbono que sus análogos de origen fósil, permiten evitar el uso de sustancias potencialmente tóxicas (como el formaldehído). […]
Actualmente, Camarero y su equipo trabajan en un nuevo proyecto europeo (ROBUSTOO), coordinado por ella, para promover la explotación de estas investigaciones a nivel industrial, en el que colaboran diversas empresas.[…]
Publicado por la Agencia SINC (Servicio de Información y Noticias Científicas)
Contenido realizado dentro del Programa de Ayudas CSIC – Fundación BBVA de Comunicación Científica, Convocatoria 2022.
Fuente: SINC
Todo el reportaje
Derechos: Creative Commons
Origen de las imágenes:
Fotografía de Auxiliadora Prieto, Isabel Pardo y Susana Camarero: SINC
freepik.es – frimufilms
freepik.es
ilovehz – freepik.es
Racool_studio – freepik.es
freepik.es
Ver:
> Bioplásticos – Científicas españolas trabajan en su desarrollo
> Microplásticos – Método para extraerlos del agua inventado por Fionn Ferreira
> El gran peligro de los plásticos – Plásticos en aguas españolas
> Los plásticos ya invaden el océano Ártico
> Plaga de plásticos en las profundidades marinas de Europa
> Prohibición plásticos que dañan el medio marino – Oceana
> El agua potable escasea en todo el mundo
> La sequía en España – Entrevista a la investigadora Regina Lafuente
> El Planeta casi agotado – Dos siglos de desenfreno total
> Actividades sostenibles y las personas mayores
> Parque Natural de Doñana – Dramática situación por su mala gestión
> Los niños y el medio ambiente – Acercarlos a la naturaleza
> Inseguridad alimentaria – Calor extremo y salud – Cambio climático
> El calentamiento global y los fenómenos extremos en aumento
________
1. Un polímero es una macromolécula constituida por uno o varios monómeros, repetidos en toda la cadena.
2. Biobasado: es aquel material que se origina a partir de la biomasa, es decir de recursos renovables, tales como plantas, microorganismos, algas, entre otros.
3. Los biopolímeros son macromoléculas de diferentes orígenes, derivados del petróleo, de origen vegetal y muchos son de origen sintético.
4. Los ésteres de ceras son los primeros y mas importantes componentes de las membranas, son agentes emulsionantes y agentes superficiales activos.
5. Los polihidroxialcanoatos (PHA) son biopoliésteres sintetizados intracelularmente por algunos microorganismos como reserva de carbono y energía que, una vez extraídos de la célula, presentan propiedades físicas similares a plásticos derivados del petróleo.